为什么开发地热能？

从工业时代起，化石燃料就被人类作为地球可用资源主要使用，但过度消耗加剧了环境恶化和能源短缺，人类不得不面临寻求可替代化石燃料的“等效”能源来应对必然会发生的环境危机和能源枯竭。

而地热能作为地球可再生能源，同时也是不排放污染物的绿色清洁能源，自然就成了各国眼中的香饽饽。

地热能是由地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变而成，大多埋藏在2000～5000米，有一部分来自太阳，但大部分来自地下水和岩浆，它们在地壳深处循环后，再将热量传到地球表层。

人类从很早就开始利用地热能，比如国内使用最多的是温泉、水产养殖和医疗等，包括现在的蒸汽型地热发电、家庭供暖，都离不开地热能的作用，使用地热能的历史最早可以追溯到两千多年前，但大规模的使用还要从20世纪中叶算起。

打井难度有多大？

世界上没有白吃的米饭，自然也没有随手就能用的能源，想要提取这种能量，首先就要从打井开始，而地热能作为重要的地下工程，对钻井技术和设备都提出了极高要求。

和普通的挖土工作不同，想要充分利用地热，钻井就要打得更深，地热钻井深度一般在1000～3000米之间，大多集中在2000米，地球内部环境复杂难测，坚硬的岩石与高温环境对于钻井工作都是极大的阻碍，需要层层难关层层过。

想必大家都知道科拉超深井，它是世界上创造了直井最深记录的第一者，深度长达12262米，而且别看它井盖小，它的实际钻孔直径才只有23厘米。

科拉超深井是在美苏两国的冷战期间诞生的，1970年，由苏联设立的一个科学钻探项目，该项目自成立之初就备受瞩目，因为这将是人类最接近地球中心的实验。

他们将选址定在科拉半岛，据说是因为如果在这里钻15千米深的井，就可以看到隐藏在25千米甚至更深处的地层。

前后有19年时间，期间经历了三个阶段，科拉超深井最终在1989年钻入12262米深，造就了钻井史上的最深记录。

为什么极限是12262米呢？背后的说法众说纷纭，其实主要原因就两个，一个是钻杆在钻孔过程中很容易断裂，这是因为一般钻孔达到7000米深后，就会进入另一种全新的地质环境，这非常考验钻头和钻杆的耐受力。

随着深度的增加，钻头和钻杆的维修次数也会递增，而每次维修都要耗费极大的时间和人力成本，这也牵涉到了第二个原因，就是没钱了，所以到了1990年，钻井深度到12262米后就被叫停了。

一般地壳的厚度在5-70千米以内，如果按最薄的地壳计算，即使12262米已经是世界达到的最深记录，也才钻了一半，不过当时的科拉超深井也为此后的钻探技术提供了很多可供参考的数据。

当然，经过长时间地不断钻研，钻探工具也在更新换代中不断强大，正如开头所说，美国一家公司正在开发新型钻探工具Wave Drill，名叫波钻，他们所提出的波钻技术据说是革命性技术，这也引起了业内人士的注意和兴趣。

这家公司究竟什么来历？

Quaise Energy是来自麻省理工学院的初创公司，总部位于休斯顿和波士顿，目前已经获得4000万美元的融资，有了这笔钱，他们就可以放开手脚开发波钻技术。

所谓的波钻技术是什么？科拉超深井曾经历过的阻碍到波钻技术这里能迎刃而解吗？

首先从工作原理上就不同，以往的传统钻头都是通过“暴力”切削岩层再下钻的，这种方法非常有效，但也面临很多问题，也就是岩石和高温会破坏钻头和钻杆，大量的维修工作也在不断消耗钻头的使用寿命，简单来说就是要不停烧钱维护，但同时也耗费了很多时间成本。

但微波钻头却有别于传统的钻头，它的金属钻头前端有个像吸管一样的零件，假如遇到阻碍阻挡钻头前进，它就会发送高频率的超声波，利用毫米波将坚硬无比的岩石震碎蒸发，不用接触就可以化解阻碍，软化了障碍物也就不用怕遇到岩石。

而且因为它更易散热的功能所以比机械钻头更耐高温，无论怎么看，这项技术都是未来钻井工作中必然的选择。

在这家初创公司发布的规划中，将在2024年钻出与机械混合的钻井，2026年将获得100兆瓦电力。

不过对于这项技术，很多人还处于观望的态度，主要是觉得建立地热井需要的时间和各项成本都不低，成本消耗就在这放着，除非这家初创公司真的取到用之不竭的地热能。

它真的是无尽能源吗？

从地球诞生伊始到如今已有45亿年，这期间里地球内核就一直没停止过能量释放，如果按地球表层10km厚计算，全球地热储量也有约1.45X10²⁶焦耳（J），相当于4.948X10¹⁵吨标准煤，2020年全球煤炭消耗量大约有80亿吨，从这个数据来看也能消耗个62万年。

另一方面，诚如刚才所言，地球从诞生起一直在释放能量，就按目前地球内核的衰变程度来看，核元素已经衰变2/3，剩下的1/3据科学家们保守估计，也还是能持续释放23亿年的。

从某种意义上来说，它的确是“无尽能源”，但从严谨角度来说就有点过于夸张了，只能说，如果人类的开采速度不超过地热能的补充速度，对于现阶段的人类而言，地热能确实是储量惊人的可再生资源。